Le bien-être animal est considéré un phénomène multidimensionnel basé sur les conditions et les expériences de vie de chaque individu, et lié aux fonctions organiques et à la sensibilité de l’individu même. L’étude des émotions animales est complexe mais les hypothèses sur leurs états émotifs peuvent être formulées sur la base de mesures neurophysiologiques, comportementales et cognitives. Des études récentes ont montré que la latéralité cérébrale et comportementale, la fréquence cardiaque et l'activité cérébrale (mesurée par électroencéphalographie sont des paramètres qui permettent d’évaluer la perception de la valence et du niveau stimulant des émotions chez l’animal et l'Homme. Le but principal de ce projet de thèse était d’étudier la perception que les chiens et les chevaux ont du contenu émotionnel des signaux humains et l’impact potentiel que peuvent avoir ces signaux sur l’état émotionnel de ces animaux et par conséquent sur leur bien-être. Dans ce but, nous avons présenté à ces animaux des stimuli exprimant diverses émotions. Nous avons utilisé une approche intégrée combinant l’analyse de la latéralité comportementale, de la fréquence cardiaque, de l’activité cérébrale et du comportement des sujets afin de répondre à 2 questions: 1) les chiens et les chevaux perçoivent-ils le contenu émotionnel des signaux humains? 2) Les chiens et les chevaux attribuent-ils une valence et une intensité différentes selon les émotions humaines perçues. Les résultats de ce travail de thèse montrent que les chiens et les chevaux traitent différemment les signaux émotionnels en fonction de leur valence et de leur intensité. La perception de la voix de l'homme par le cheval est modulée par la valence des interactions homme-cheval antérieures et par les conditions de vie des chevaux. En ce qui concerne les chiens, nos résultats montrent qu’ils discriminent et perçoivent les émotions contenues dans les signaux visuels, auditifs et olfactifs humains différemment, et nous fournissent de nouvelles connaissances sur le fonctionnement émotionnel du cerveau du chien. Les résultats de ce travail de thèse apportent un cadre théorique pour définir des paramètres utiles à l'évaluation du bien-être animal.